淺談電廠接入系統設計中主變壓器分接頭的選擇
發布時間：2019-07-12 11:34:51來源：
2.2發電機功率因數2.2.1發電機遲相運行功率因數范圍根據“導則”5.10.1條之規定，直接接入330500kV電網處于送端的發電機功率因數，一般選擇不低于0.9；處于受端的發電機功率因數，可在。850.9中選擇；其它發電機的功率因數可按0.80.85選擇。
2.2.2發電機進相運行功率因數范圍根據“導則”5.10.2條之規定，新裝機組均應具備在有功功率為額定值時，功率因數進相0.95運行的能力。
2.3變壓器調壓范圍8.2條之規定，升壓變壓器高壓側的額定電壓，220kV及以下電壓等級者宜選1.1倍系統額定電壓；8.9條之規定，變壓器分接開關調壓范圍應經調壓計算確定無勵磁調壓變壓器一般可選2X2.5%，位于負荷中心地區發電廠的升壓變壓器其高壓側分接開關的調壓范圍應適當下降2.5%到5.0%，位于系統送端發電廠附近降壓變電所的變壓器其高壓側調壓范圍應適當上移2.5%到5%. 2.4計算用數據中220kV及以下變電站冬季大負荷方式負荷功率因數按0.95計算，冬季小負荷方式負荷功率因數按0.92計算。
2.5計算軟件采用中國電力系統科學研究院開發的PSASP（電力系統分析綜合程序）。
3調相調壓計算根據本工程接入系統推薦聯網方案以及“導則”所確定的計算原則，下文將介紹四種選擇主變分接頭的計算方法3.1確定機組功率因數，觀察主變高壓側電壓，選擇主變分接頭根據計算原則中所確定的發電機功率因數范圍，本電廠機組的功率因數比較大范圍可達到遲相0.8至進相0.95.考慮到電廠裝機容量較小且位于當地負荷中心，為區域性小電廠，對機組無功出力大范圍調整的要求將大大提高設備造價和工程成本，因此，根據該容量機組的設計經驗，假定機組功率因數范圍為0.801，額定功率因數0.85.系統電壓水平確定后，電廠無功出力的上下限即為電廠高壓側母線電壓的上下限。計算時，在PSASP中將電廠設為PQ節點，分別按主變高壓側主抽頭電壓為66kV和69kV兩種類型的變壓器填加電廠升壓變，做兩組計算，主變分接頭置于0處（Tk=l），觀察電廠高壓側母線電壓，計算結果見表表丨不同功率因數下電廠高壓側母線電壓計算結果表運行方式功率因數有功功率（MW）無功功率（Mvar）高壓側母線電壓主抽頭電壓主抽頭電壓69kV冬大冬小根據計算結果可以看出，在功率因數確定的前提下，當采用高壓側主抽頭為66kV變壓器時，冬大運行方式下，電壓在64.3667.19kV間，冬小運行方式下，電壓在66.2268.93kV內，因此，要求該型變壓器的調壓范圍能涵蓋住64.3668.93kV；當采用高壓側為69kV變壓器時，冬大運行方式下，電壓在64.3467.17kV內，冬小運行方式下，電壓在66.2068.91kV內，因此，要求該型變壓器的調壓范圍能涵蓋住64.3468.91kV兩種類型變壓器高壓側的調壓范圍見表2.表2電廠主變分接頭不同位置時電廠高壓側母線電壓計算結果表變壓器分接頭位置（2.5%）變壓器變比‘He高壓側母線電壓主抽頭電壓主抽頭電壓69kV由此可見，當采用高壓側為66kV的變壓器時，分接頭應選擇在-1X2.5%+2X2.5%；當采用高壓側為69kV的變壓器時，分接頭應選擇在-3X2.5%0.應當指出，當電廠機組運行在額定功率因數下時，主變分接頭比較好應運行在中間順序的檔位上，這樣能夠保證電廠有較充裕的調壓范圍。對應于兩種變壓器，機組額定功率因數時，在不同運行方式下，高壓側主抽頭為66kV的變壓器運行在66.7：5 68.49kV間，對應分接頭在1檔，Tk=1.025；高壓側主抽頭為69kV的變壓器運行在66.7卜68.47kV間，對應分接頭在-1檔，TTc=0.975.因此，綜合各項數據的比較，遼源生物熱電廠變壓器分接頭應選這種方法是由機組的功率因數確定電廠主變高壓側電壓的范圍，以電廠主變壓器的調壓范圍作為判據選擇變壓器分接頭。
3.2確定機端電壓，觀察機組功率因數，選擇主變分接頭電廠高壓側母線電壓是由系統端電壓和電廠的無功出力共同確定的，而發電機機端電壓則可以由發電機的勵磁反饋系統實時加以控制。限定發電機的機端電壓，通過調整電廠主變分接頭可以調整電廠高壓側母線電壓，同時改變機組的無功出力。
系統電壓和機組的機端電壓確定后，電廠主變調壓范圍的上下限確定機組無功出力的上下限，計算時，在PSASP中將電廠設為PV節點，電廠主變分別按高壓側分接頭為66kV和69kV兩種類型的變壓器進行填加，做兩組計算。當主變分接頭置于不同位置時，觀察電廠的功率因數，計算結果分別見表3、4.表3高壓側主抽頭為66kV的變壓器的調相計算運行方式計算條件計算結果主變分接頭位置變壓器變比Tic機端電壓（kV）有功功率（MW）無功功率（Mvar）電廠高壓側母線電壓（kV）機組功率因數冬大方式運行方式計算條件計算結果主變分接頭位置變壓器變比Tk機端電壓（kV）有功功率（MW）無功功率（Mvar）電廠高壓側母線電壓（kV）機組功率因數冬小方式表4高壓側主抽頭為69kV的變壓器的調相計算運行方式計算條件計算結果主變分接頭位置變壓器變比Tk機端電壓（kV）有功功率（MW）無功功率（Mvar）電廠高壓側母線電壓（kV）機組功率因數冬大方式冬小方式根據計算結果分析，當機組功率因數在0.81時，若采用高壓側主抽頭為66kV的變壓器，冬大方式下，運行在-1X2.5%+2X2.5%之間，冬小方式下，運行在0+3X2.5%之間，由此確定變壓器分接頭應選擇為-1X2.5%+3X2.5%；若采用篼壓側為69kV變壓器，冬大方式下，變壓器需運行在-2X2.5%+1X2.5%之間，冬小方式下，運行在-1X2.5%+2X2.5°/.之間，由此確定變壓器分接頭應選擇為-2X2.5%+2X2.5%.從調相調壓計算結果來看，當電廠機組運行在額定功率因數時，高壓側主抽頭為66kV的變壓器運行在主變調壓范圍的中間位置，因此，電廠主變分接頭應選擇66=x2.5>/m這種方法是由變壓器分接頭處于不同位置時對應發電機的不同無功出力，進而確定機組的功率因數，以計算原則中所確定的功率因數為判據選擇主變分接頭。
3.3利用PV-PQ節點算法，確定計算限值，選擇主變分接頭PSASP作為電力系統模擬分析領域的一套出色的軟件，已成為系統規劃設計人員強有力的裝備。
-495-公欲善其事，必先利其器，有效的利用和充分的開發它，不僅能夠使我們對電網結構及元件模型進行準確模擬，還能夠對各節點的數據進行精確分析，提高工作的效率及準確度。
電廠高壓側母線電壓是由發電機的無功出力范圍和電廠主變的調壓范圍共同確定的，二者相互制約，又相互聯系。簡言之，電廠高壓側母線電壓水平的范圍是由兩者的交集所確定的。上面所述的兩種主變分接頭選擇方法都是在確定其中一項的限值之后，通過限定另一項的值滿足計算原則的要求>進而作出選擇的。為了快捷的確定計算限值，將電廠能夠達到的電壓水平確定在較精確的范圍內，PSASP中電廠節點的PV-PQ、PQ-PV算法是一種有效的計算手段。以下將以PV-PQ節點為例，對遼源生物發電廠的調相調壓計算做以簡介。
電廠出口的電壓是由變壓器變比Tk和機組的無功出力Q共同確定的，若對于電廠節點同時限定Tk和Q的限值，通過將節點設為PV-PQ節點，程序將能夠幫助我們判定兩者交集的范圍，從而確定電廠高壓側母線電壓的范圍。
計算時，將電廠節點設為PV-PQ節點，這種算法是發電機機端電壓恒定，按PV節點且控制該點無功QminSQSQmax，越限后變為PQ節點。向程序中填加計算條件時，首先，將機組的機端電壓V設為1，然后分別對機組的無功出力Q和變壓器變比Tk進行填加。根據對機組功率因數的要求，確定電廠能夠發出的無功功率范圍，分別得出Qmax和Qmin，將兩個值填入程序中發電機參數中的對應項；根據變壓器的調壓范圍，確定Tic的上下限，由于變壓器沒有確定，為了觀察較大調壓范圍內的計算數據，按Tk=l±3X2.5%，分別取Tk的上下限Tk=1.075和Tk=0.925做兩組計算。
1.075和Qmax哪一個為計算限值的上限。若計算結果中機組機端電壓沒有變化（即V=V），或機組無功出力Qmin 4結論電廠主變分接頭的選擇對于電廠的運行及系統的無功平衡具有重要的意義，以上介紹的四種主變選擇方式分別將節點設為PQ、PV、PV-PQ、PQ-PV節點，進行調相調壓計算的。方法1是先確定Q值后調壓，方法2是先確定V值后調相，方法3、4是利用PSASP提供的手段，讓程序幫助我們判定計算的限值，從而快速準確的判定主變應具備的調壓范圍。四種方法所得到的結果是一致的，均可以作為電廠接入系統設計中主變分接頭選擇的計算方法。